V12第9章80C51單片機(jī)的模擬量接口宋121130

1、第第9 9章章 80C5180C51單片機(jī)的模擬量接口單片機(jī)的模擬量接口 9.1 9.1 并行并行D/AD/A轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)的接口轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)的接口1. D/A1. D/A轉(zhuǎn)換原理轉(zhuǎn)換原理 D/AD/A轉(zhuǎn)換的目的是把輸入的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換的目的是把輸入的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成與此數(shù)字量大小成正比的模擬量與此數(shù)字量大小成正比的模擬量 )2222(00112211DDDDCVnnout其中其中C為一個(gè)常數(shù)。為一個(gè)常數(shù)。fb00112233IDIDIDIDIoutfbfb0VIR)2222(2)2/14/18/116/1()(3321104321033221100DDDDRRVDDDDIRIDIDIDI

2、DRVfbreffbfbout2. DAC2. DAC主要性能指標(biāo)主要性能指標(biāo)(1)D/A1)D/A轉(zhuǎn)換時(shí)間轉(zhuǎn)換時(shí)間:D/AD/A轉(zhuǎn)換時(shí)間是指從一個(gè)數(shù)字量加載轉(zhuǎn)換時(shí)間是指從一個(gè)數(shù)字量加載到到DACDAC的數(shù)據(jù)輸入端到的數(shù)據(jù)輸入端到DACDAC輸出電壓達(dá)到其最終電壓輸出電壓達(dá)到其最終電壓的的1/2LSB1/2LSB范圍內(nèi)的時(shí)間范圍內(nèi)的時(shí)間。一般在幾十納秒到幾百一般在幾十納秒到幾百微秒的范圍微秒的范圍。 LSBLSB是指輸入數(shù)據(jù)最低有效為是指輸入數(shù)據(jù)最低有效為1 1、其、其他位為零時(shí)他位為零時(shí)DACDAC的輸出電壓值。的輸出電壓值。 (2)分辨率分辨率：輸出電壓值之間的最小差值就是輸出電壓值之間的

3、最小差值就是 DACDAC的分辨率。的分辨率。即輸入數(shù)字量的最低有效位（即輸入數(shù)字量的最低有效位（LSB）變化一次時(shí)輸出模擬量的變化值。變化一次時(shí)輸出模擬量的變化值。 (3)D/A3)D/A轉(zhuǎn)換精度轉(zhuǎn)換精度：D/AD/A轉(zhuǎn)換器實(shí)際輸出電壓與理論輸轉(zhuǎn)換器實(shí)際輸出電壓與理論輸出電壓的偏差。出電壓的偏差。通常以滿輸出電壓通常以滿輸出電壓VFS的百分?jǐn)?shù)給出。的百分?jǐn)?shù)給出。如，精度為如，精度為0.1%是指最大輸出誤差為是指最大輸出誤差為VFS的的0.1%，如果如果VFS為為5V，則最大輸出誤差為，則最大輸出誤差為5mV。3. 8位位D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器DAC0832（1 1）DAC0832DAC0832簡(jiǎn)

4、介簡(jiǎn)介 DAC0832DAC0832是一個(gè)是一個(gè)8 8位位T T形電阻網(wǎng)絡(luò)形電阻網(wǎng)絡(luò)D/AD/A轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換時(shí)間為轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換時(shí)間為1s1s，可以工作在雙，可以工作在雙緩沖模式、單緩沖模式和直通模式。緩沖模式、單緩沖模式和直通模式。輸出輸出為模擬電流，在應(yīng)用中需要外接運(yùn)算放大為模擬電流，在應(yīng)用中需要外接運(yùn)算放大器轉(zhuǎn)成電壓輸出。器轉(zhuǎn)成電壓輸出。 CS：片選信號(hào)輸入端，低電平有效。：片選信號(hào)輸入端，低電平有效。 ILE：輸入鎖存使能信號(hào)，高電平有效。：輸入鎖存使能信號(hào)，高電平有效。 WR1：輸入鎖存器寫選通信號(hào)，低電平有效；為：輸入鎖存器寫選通信號(hào)，低電平有效；為低，允許低，允許8位數(shù)據(jù)總線上的數(shù)

5、據(jù)輸入到輸入鎖存器位數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)輸入到輸入鎖存器中，為高，鎖存輸入鎖存器中的數(shù)據(jù)。中，為高，鎖存輸入鎖存器中的數(shù)據(jù)。 WR2：DAC數(shù)據(jù)寄存器寫控制信號(hào)，低電平有效。數(shù)據(jù)寄存器寫控制信號(hào)，低電平有效。為低，且為低電平時(shí)，輸入鎖存器中的數(shù)據(jù)傳輸為低，且為低電平時(shí)，輸入鎖存器中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)降紻AC數(shù)據(jù)寄存器中，并自動(dòng)開始進(jìn)行數(shù)據(jù)寄存器中，并自動(dòng)開始進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。 XFER：數(shù)據(jù)傳輸控制信號(hào)，低電平有效。與一起：數(shù)據(jù)傳輸控制信號(hào)，低電平有效。與一起控制輸入數(shù)據(jù)鎖存器和控制輸入數(shù)據(jù)鎖存器和DAC數(shù)據(jù)寄存器之間的數(shù)數(shù)據(jù)寄存器之間的數(shù)據(jù)傳輸。據(jù)傳輸。 DI7DI0：8位數(shù)據(jù)輸入總線。位數(shù)據(jù)輸入

6、總線。_ Iout1：DAC電流輸出電流輸出1端。端。 Iout2：DAC電流輸出電流輸出2端。端。 Iout1 + Iout2 =DAC滿滿輸出電流。輸出電流。 Rfb：內(nèi)部反饋電阻引腳。：內(nèi)部反饋電阻引腳。 Vref：參考電壓輸入端，可在：參考電壓輸入端，可在-10V+10V范圍內(nèi)范圍內(nèi)選擇，參考電壓直接影響選擇，參考電壓直接影響D/A轉(zhuǎn)換的精度，需要外轉(zhuǎn)換的精度，需要外部提供穩(wěn)定的電壓，在精度要求高的場(chǎng)合需要外接部提供穩(wěn)定的電壓，在精度要求高的場(chǎng)合需要外接高精度穩(wěn)壓器件，要求不高時(shí)，可以直接與到電源高精度穩(wěn)壓器件，要求不高時(shí)，可以直接與到電源引腳連接。引腳連接。 VCC：電源，可在：電源

7、，可在+5+15V間選擇。間選擇。 GND：地信號(hào)。：地信號(hào)。2561輸入數(shù)據(jù)值reffboutoutVRIV（2 2）DAC0832DAC0832工作方式工作方式直通方式直通方式單緩沖方式單緩沖方式使用使用DAC0832內(nèi)部的鎖存器或寄存器中內(nèi)部的鎖存器或寄存器中任意一個(gè)任意一個(gè)工作在鎖存方式。工作在鎖存方式。 雙緩沖方式雙緩沖方式將將ILEILE接高電平，將地址譯碼后控制接高電平，將地址譯碼后控制CSCS引腳和引腳和XFERXFER引腳，但是需要給引腳，但是需要給CSCS和和XFERXFER分配不同的地址，把分配不同的地址，把WR1WR1和和WR2WR2接到處理器的接到處理器的WRWR引腳

8、。引腳。 _（3 3）DAC0832DAC0832與與80C5180C51單片機(jī)接口應(yīng)用舉例單片機(jī)接口應(yīng)用舉例1)1)單緩沖方式的應(yīng)用舉例單緩沖方式的應(yīng)用舉例例例: 在在5V電壓的工作系統(tǒng)中，通過(guò)電壓的工作系統(tǒng)中，通過(guò)80C51單片機(jī)單片機(jī)控制控制DAC0832輸出峰峰值為輸出峰峰值為4V，頻率為，頻率為1kHz的的三角波。三角波。 MOV DPTR,#7FFFH;2個(gè)機(jī)器周期個(gè)機(jī)器周期,執(zhí)行時(shí)間為執(zhí)行時(shí)間為2s MOV A,#DATA;1個(gè)機(jī)器周期個(gè)機(jī)器周期,執(zhí)行時(shí)間為執(zhí)行時(shí)間為1s MOVX DPTR,A;2個(gè)機(jī)器周期個(gè)機(jī)器周期,執(zhí)行時(shí)間為執(zhí)行時(shí)間為1s CJNE Rn,#DATA,;2個(gè)

9、機(jī)器周期個(gè)機(jī)器周期,執(zhí)行時(shí)間為執(zhí)行時(shí)間為2s 上程序執(zhí)行時(shí)間上程序執(zhí)行時(shí)間7s，需要三角波，需要三角波1kHz，則其周期，則其周期為為1ms，上升時(shí)間為，上升時(shí)間為500s。 峰峰值為峰峰值為4V4V，則，則DAC0832DAC0832的最大值為的最大值為4V4V，最小值為，最小值為0V0V，參考電壓為參考電壓為5V5V時(shí)，時(shí)，DAC0832DAC0832的最小輸出電壓變化為的最小輸出電壓變化為5V/256=0.0195V5V/256=0.0195V。4V4V對(duì)應(yīng)的數(shù)字量是對(duì)應(yīng)的數(shù)字量是4 4256/5205256/5205。 如果設(shè)置如果設(shè)置DAC0832每次更新輸出的間隔為每次更新輸出的間

10、隔為10s，從，從零開始，則每次增加零開始，則每次增加4，則增加，則增加50次后，數(shù)字量為次后，數(shù)字量為200，對(duì)應(yīng)輸出為，對(duì)應(yīng)輸出為3.9V，然后再遞減到，然后再遞減到0，如此重復(fù)，如此重復(fù)即可近似符合要求。即可近似符合要求。 ORG 0000H AJMP MAIN_START ORG 0100H MAIN_START: MOV DPTR,#7FFFH; MOV A,#0 MOV R1,#0 ;開始輸出三角波的上升沿開始輸出三角波的上升沿UP: MOVX DPTR,A ;2個(gè)機(jī)器周期個(gè)機(jī)器周期 ADD A,#4 ; 1個(gè)機(jī)器周期個(gè)機(jī)器周期 INC R1 ;記錄輸出次數(shù)記錄輸出次數(shù),1個(gè)機(jī)器周

11、期個(gè)機(jī)器周期 NOP ;插入空操作插入空操作,1個(gè)機(jī)器周期個(gè)機(jī)器周期 NOP ;插入空操作插入空操作,1個(gè)機(jī)器周期個(gè)機(jī)器周期 NOP ;插入空操作插入空操作,1個(gè)機(jī)器周期個(gè)機(jī)器周期 NOP ;插入空操作插入空操作,1個(gè)機(jī)器周期個(gè)機(jī)器周期 CJNE R1, #51, UP;判斷是否到達(dá)最大值判斷是否到達(dá)最大值,2個(gè)機(jī)器周期個(gè)機(jī)器周期開始輸出三角波的下降沿開始輸出三角波的下降沿 DOWN:CLR C SUBB A,#4 MOVX DPTR, A INC R1 NOP NOP NOP CJNE R1,#102,DOWN MOV R1,#0 SJMP UP 2)2)雙緩沖方式的應(yīng)用舉例雙緩沖方式的應(yīng)用

12、舉例例例: 有一種繪圖儀，輸入兩個(gè)模擬量有一種繪圖儀，輸入兩個(gè)模擬量x，y則可以則可以在儀器上根據(jù)輸入模擬量的變化繪制出在儀器上根據(jù)輸入模擬量的變化繪制出x，y的的關(guān)系曲線圖。關(guān)系曲線圖。有有20組組x，y值分別存在地址值分別存在地址30H，50H開始的開始的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，編程繪制此組數(shù)據(jù)的關(guān)系曲線數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，編程繪制此組數(shù)據(jù)的關(guān)系曲線圖。圖。U2的連接的連接P2.5，其輸入寄存器地址為，其輸入寄存器地址為0DFFFH，U3的連接的連接P2.6，其輸入寄存器地址為，其輸入寄存器地址為0BFFFH，兩個(gè)兩個(gè)DAC0832的連接在一起接到的連接在一起接到P2.7，其地址，其地址為為7FFFH。

13、ORG0000H AJMPMAIN_START ORG0100HMAIN_START: MOV R0,#30H;設(shè)置設(shè)置x數(shù)據(jù)指針數(shù)據(jù)指針 MOV R1,#50H;設(shè)置設(shè)置y數(shù)據(jù)指針數(shù)據(jù)指針 MOV R2,#0;清計(jì)數(shù)器為零清計(jì)數(shù)器為零; ;輸出輸出x x數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)到DAC0832 U2DAC0832 U2的輸入寄存器的輸入寄存器GOON: MOV DPTR,#0DFFFH ;x數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)DAC地址為地址為DFFFH MOV A,R0 MOVX DPTR,A ;寫數(shù)據(jù)到寫數(shù)據(jù)到DAC0832 U2 INC R0 ;x數(shù)據(jù)指針指向下一個(gè)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)指針指向下一個(gè)數(shù)據(jù); ;輸出輸出y y數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)到DA

14、C0832 U2DAC0832 U2的輸入寄存器的輸入寄存器 MOV DPTR,#0BFFFH ;y數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)DAC地址為地址為BFFFH MOV A,R1 MOVX DPTR,A ;寫數(shù)據(jù)到寫數(shù)據(jù)到DAC0832 U3 INC R1 ;y數(shù)據(jù)指針指向下一個(gè)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)指針指向下一個(gè)數(shù)據(jù); ;把所有把所有DAC0832DAC0832的輸入數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)據(jù)寫入到的輸入數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)據(jù)寫入到DACDAC轉(zhuǎn)換寄存轉(zhuǎn)換寄存器器,;1,;1s s后同時(shí)輸出數(shù)據(jù)到繪圖儀后同時(shí)輸出數(shù)據(jù)到繪圖儀 MOV DPTR,#7FFFH ;DAC轉(zhuǎn)換寄存器地址為轉(zhuǎn)換寄存器地址為7FFFH MOVX DPTR,A ;使能和使能

15、和,啟動(dòng)啟動(dòng)D/A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 INC R2 ;統(tǒng)計(jì)輸出數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)輸出數(shù)據(jù)個(gè)數(shù) CJNE R2,#20,GOON ;輸出輸出20個(gè)數(shù)據(jù)后個(gè)數(shù)據(jù)后,繪圖結(jié)束繪圖結(jié)束 SJMP $ ;停機(jī)停機(jī) END9.2 9.2 并行并行A/DA/D轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)的接口轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)的接口1. A/D轉(zhuǎn)換的技術(shù)指標(biāo)轉(zhuǎn)換的技術(shù)指標(biāo)量程量程: :指指A/D轉(zhuǎn)換芯片所能轉(zhuǎn)換的模擬輸入電壓轉(zhuǎn)換芯片所能轉(zhuǎn)換的模擬輸入電壓的范圍的范圍 分辨率分辨率: :對(duì)微小輸入量變化敏感程度的度量。對(duì)微小輸入量變化敏感程度的度量。 轉(zhuǎn)換時(shí)間與轉(zhuǎn)換速率轉(zhuǎn)換時(shí)間與轉(zhuǎn)換速率: :指從模擬量輸入到轉(zhuǎn)換結(jié)指從模擬量輸入到轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出數(shù)字量所需要的時(shí)

16、間束輸出數(shù)字量所需要的時(shí)間 ,轉(zhuǎn)換速率則是轉(zhuǎn)換時(shí)轉(zhuǎn)換速率則是轉(zhuǎn)換時(shí)間的倒數(shù)。間的倒數(shù)。 2. A/D 2. A/D轉(zhuǎn)換原理轉(zhuǎn)換原理 A/DA/D轉(zhuǎn)換是把連續(xù)的模轉(zhuǎn)換是把連續(xù)的模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換成時(shí)間和擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換成時(shí)間和數(shù)值離散的數(shù)字信號(hào)的數(shù)值離散的數(shù)字信號(hào)的過(guò)程。過(guò)程。實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換的器件實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換的器件稱為模數(shù)轉(zhuǎn)換器，簡(jiǎn)稱稱為模數(shù)轉(zhuǎn)換器，簡(jiǎn)稱ADC。 A/D過(guò)程：過(guò)程：采樣、量化、采樣、量化、編碼。編碼。 A/D轉(zhuǎn)換的電路種類很轉(zhuǎn)換的電路種類很多，根據(jù)轉(zhuǎn)換原理可以多，根據(jù)轉(zhuǎn)換原理可以分為分為逐次逼近型、雙積逐次逼近型、雙積分型、并行式分型、并行式等。等。3. 83. 8位位A/DA/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器AD

17、C0809ADC0809（1）ADC0809簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介 8 8位逐次逼近型位逐次逼近型A/DA/D轉(zhuǎn)換器；轉(zhuǎn)換器； 8 8路模擬電壓；路模擬電壓； 分辨率為分辨率為8 8位；位； 轉(zhuǎn)換時(shí)間與輸入時(shí)鐘頻率有關(guān)，轉(zhuǎn)換時(shí)間與輸入時(shí)鐘頻率有關(guān)， 當(dāng)工作時(shí)鐘為當(dāng)工作時(shí)鐘為640KHz640KHz時(shí)，轉(zhuǎn)換時(shí)時(shí)，轉(zhuǎn)換時(shí)間典型值為間典型值為100100s s； IN0IN7：8路模擬信號(hào)輸入引腳。路模擬信號(hào)輸入引腳。 D0D7：8位位A/D轉(zhuǎn)換輸出數(shù)據(jù)總線。輸出數(shù)據(jù)與輸入電壓轉(zhuǎn)換輸出數(shù)據(jù)總線。輸出數(shù)據(jù)與輸入電壓的關(guān)系式為的關(guān)系式為 其中，其中， 表示取整運(yùn)算表示取整運(yùn)算。 A、B、C：模擬通道地址選擇信號(hào)，：模

18、擬通道地址選擇信號(hào)，A為最低位，為最低位，C為最高為最高位。位。 SC：轉(zhuǎn)換開始引腳，正脈沖有效。：轉(zhuǎn)換開始引腳，正脈沖有效。 EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志信號(hào)，高電平有效，表示轉(zhuǎn)換結(jié)束。：轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志信號(hào)，高電平有效，表示轉(zhuǎn)換結(jié)束。在與處理器連接時(shí)，此引腳可以用來(lái)向處理器發(fā)出中斷，在與處理器連接時(shí)，此引腳可以用來(lái)向處理器發(fā)出中斷，或者是供處理器軟件查詢或者是供處理器軟件查詢。inoutrefDATA256VV OE：輸出使能信號(hào)，：輸出使能信號(hào)，OE為低電平時(shí)，為低電平時(shí)，ADC0809數(shù)據(jù)總線為高阻態(tài)，數(shù)據(jù)總線為高阻態(tài)，OE為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)總線輸為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)總線輸出數(shù)據(jù)。出數(shù)據(jù)。 ALE：地址

19、鎖存使能信號(hào)。該信號(hào)的上升沿鎖存：地址鎖存使能信號(hào)。該信號(hào)的上升沿鎖存模擬通道選擇地址輸入信號(hào)。模擬通道選擇地址輸入信號(hào)。 CLK：ADC0809內(nèi)部控制電路工作的基準(zhǔn)信號(hào)。內(nèi)部控制電路工作的基準(zhǔn)信號(hào)。ADC0809允許輸入的時(shí)鐘頻率范圍是允許輸入的時(shí)鐘頻率范圍是101200kHz。 Vref+，Vref-：內(nèi)部：內(nèi)部D/A轉(zhuǎn)換器的參考電壓正端和轉(zhuǎn)換器的參考電壓正端和負(fù)端。負(fù)端。 VCC，GND：芯片工作電源和地。：芯片工作電源和地。ADC0809工作工作電壓為電壓為5V。模擬通道號(hào)模擬通道號(hào)地址值地址值C CB BA AIN0IN00 00 00 0IN1IN10 00 01 1IN2IN2

20、0 01 10 0IN3IN30 01 11 1IN4IN41 10 00 0IN5IN51 10 01 1IN6IN61 11 10 0IN7IN71 11 11 1ADC0809ADC0809通道地址選擇表通道地址選擇表 （2 2）ADC0809ADC0809工作原理工作原理第一步：第一步：ALE的上升沿鎖存地址信息，選定通的上升沿鎖存地址信息，選定通道；道；第二步：第二步：StartStart上升到高電平后復(fù)位上升到高電平后復(fù)位ADC0809 ADC0809 ，然后然后EOCEOC變成低電平，變成低電平， Start Start變低電平，變低電平，ADC0809ADC0809開始轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)

21、換完成，開始轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換完成，EOCEOC輸出高電輸出高電平，并保持高電平，直到下次平，并保持高電平，直到下次StartStart上升沿上升沿到才變低。到才變低。 從從StartStart變成高電平直到變成高電平直到EOCEOC輸出高電平的輸出高電平的時(shí)間內(nèi)，模擬輸入信號(hào)的電壓值必須保持不時(shí)間內(nèi)，模擬輸入信號(hào)的電壓值必須保持不變。變。第三步：第三步：處理器查詢到處理器查詢到EOC變高后，或者是變高后，或者是在在EOC申請(qǐng)中斷后，處理器控制申請(qǐng)中斷后，處理器控制OE信號(hào)，信號(hào)，使其變高，使其變高，ADC0809輸出數(shù)據(jù)，輸出數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線在在OE下降沿到來(lái)后變成高阻態(tài)。下降沿到來(lái)后變成高阻態(tài)。

22、在在OE為為低電平時(shí)，數(shù)據(jù)線一直保持為高阻態(tài)，低電平時(shí)，數(shù)據(jù)線一直保持為高阻態(tài)，因此因此ADC0809ADC0809的數(shù)據(jù)線可以直接連接到系的數(shù)據(jù)線可以直接連接到系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線上。統(tǒng)數(shù)據(jù)總線上。（3 3）ADC0809ADC0809與與80C5180C51單片機(jī)接口應(yīng)用舉例單片機(jī)接口應(yīng)用舉例例例9.3 某光通信收發(fā)模塊中，需要同時(shí)檢測(cè)某光通信收發(fā)模塊中，需要同時(shí)檢測(cè)環(huán)境溫度，發(fā)射光功率和接收功光率?，F(xiàn)選環(huán)境溫度，發(fā)射光功率和接收功光率。現(xiàn)選用用80C51作為控制器，設(shè)計(jì)系統(tǒng)。作為控制器，設(shè)計(jì)系統(tǒng)。 ORG 0000HAJMP MAIN_START ORG 0003HAJMP INT_EX0_HA

23、NDLE ORG 0100H ;ADC0809中斷處理子程序中斷處理子程序 INT_EX 0_HANDLE:MOVX A, DPTR ;讀取讀取ADC0809的轉(zhuǎn)換結(jié)果的轉(zhuǎn)換結(jié)果MOV R0,A ;保存數(shù)據(jù)保存數(shù)據(jù)INC R0 ;數(shù)據(jù)指針指向下一個(gè)位置數(shù)據(jù)指針指向下一個(gè)位置INC DPTR ;指向下一個(gè)模擬量指向下一個(gè)模擬量DJNZ R1,READ ;判斷轉(zhuǎn)換次數(shù)判斷轉(zhuǎn)換次數(shù)MOV DPTR, #8000H;重現(xiàn)開始新一輪重現(xiàn)開始新一輪A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換MOV R0,#30HMOV R1,#03H READ: MOVX DPTR,A ;一次一次A/D結(jié)束結(jié)束,重新啟動(dòng)重新啟動(dòng)0809 RETI O

24、RG 0200H MAIN_START:MOV R0,#30H ;設(shè)置數(shù)據(jù)保存指針設(shè)置數(shù)據(jù)保存指針MOV R1, #03H ;設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)MOV DPTR, #8000H;設(shè)置設(shè)置0809的最低地址的最低地址SETB IT0 ;設(shè)置外部中斷為下降沿觸發(fā)設(shè)置外部中斷為下降沿觸發(fā)SETB EX0;開外部中斷開外部中斷0SETB EA;開全局中斷開全局中斷MOVX DPTR, A ;啟動(dòng)啟動(dòng)0809進(jìn)行轉(zhuǎn)換進(jìn)行轉(zhuǎn)換SJMP $ ENDAD1674：12位逐次逼近型位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器。集成時(shí)鐘電路、換器。集成時(shí)鐘電路、10V基準(zhǔn)基準(zhǔn)參考電壓、采樣保持電路和三態(tài)參考電壓、采樣保持電路

25、和三態(tài)輸出緩沖器。轉(zhuǎn)換時(shí)間典型值為輸出緩沖器。轉(zhuǎn)換時(shí)間典型值為10s，1路模擬量輸入。路模擬量輸入。量程可通過(guò)硬件連接選擇量程可通過(guò)硬件連接選擇: :單極性模式下：?jiǎn)螛O性模式下：從從10VIN10VIN輸入為輸入為0 0 10V10V，從從20VIN20VIN輸入為輸入為0 0 20V20V；雙極性模式下：雙極性模式下：從從10VIN10VIN輸入為輸入為- -5V 5V +5V+5V，從從20VIN20VIN輸入為輸入為- -10V 10V +10V+10V。4. 1212位位A/DA/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器AD1674AD1674 （1 1）AD1674AD1674簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介 AGND：模擬地。模擬

26、地。 A0：控制輸入信號(hào)控制輸入信號(hào)，在啟動(dòng)和讀取數(shù)據(jù)時(shí)有不同的作用。，在啟動(dòng)和讀取數(shù)據(jù)時(shí)有不同的作用。當(dāng)轉(zhuǎn)換啟動(dòng)時(shí)：若當(dāng)轉(zhuǎn)換啟動(dòng)時(shí)：若A0=0，則器件工作在，則器件工作在12位位ADC模式；模式；若若A0=1，則器件工作在，則器件工作在8位位ADC模式；當(dāng)讀取模式；當(dāng)讀取ADC結(jié)果結(jié)果時(shí)（時(shí)（R/=1），若），若A0=0，表示讀取的是高，表示讀取的是高8位數(shù)據(jù)（位數(shù)據(jù)（DB4DB11）；若）；若A0=1，表示讀取的是低，表示讀取的是低4位數(shù)據(jù)（位數(shù)據(jù)（DB0DB3）。）。 BIPOFF：雙極性偏置端雙極性偏置端。工作在雙極性模式時(shí)，通過(guò)一。工作在雙極性模式時(shí)，通過(guò)一個(gè)個(gè)50W電阻連接到電阻連

27、接到REFOUT引腳；工作在單極性模式時(shí)，引腳；工作在單極性模式時(shí)，連接到模擬公共端。連接到模擬公共端。 CE：器件工作使能信號(hào)器件工作使能信號(hào)。高電平時(shí)允許芯片工作。高電平時(shí)允許芯片工作。 CS：片選信號(hào)片選信號(hào)，低電平有效。，低電平有效。 DB11DB0：轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)輸出信號(hào)，三態(tài)輸出。：轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)輸出信號(hào)，三態(tài)輸出。 DGND：數(shù)字地信號(hào)數(shù)字地信號(hào)。 REFOUT：10V內(nèi)部基準(zhǔn)參考電壓輸出內(nèi)部基準(zhǔn)參考電壓輸出。 R/C：讀讀/啟動(dòng)控制輸入信號(hào)啟動(dòng)控制輸入信號(hào)。=1，表示讀數(shù)據(jù)；，表示讀數(shù)據(jù)；=0，表，表示啟動(dòng)示啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。_ REFIN：參考電壓輸入端參考電壓輸入端，在正常

28、使用時(shí)，經(jīng)過(guò)一個(gè)，在正常使用時(shí)，經(jīng)過(guò)一個(gè)50W電阻連接到參考電壓輸出端。電阻連接到參考電壓輸出端。 STS：器件工作狀態(tài)輸出信號(hào)器件工作狀態(tài)輸出信號(hào)。STS=1，表示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)，表示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行；行；STS=0，表示轉(zhuǎn)換結(jié)束。，表示轉(zhuǎn)換結(jié)束。 VCC：+15V電壓輸入端。電壓輸入端。VEE：-15V電壓輸入端。電壓輸入端。 Vlogic：+5V電壓輸入端。電壓輸入端。 10VIN：10V量程模擬量輸入端。量程模擬量輸入端。單極性時(shí)，輸入模擬量單極性時(shí)，輸入模擬量范圍是范圍是010V；雙極性時(shí)；雙極性時(shí)-5V+5V。20VIN：20V量程量程模擬量輸入端。模擬量輸入端。單極性時(shí)，輸入模擬量范圍是

29、單極性時(shí)，輸入模擬量范圍是020V；雙極性時(shí)雙極性時(shí)-10V+10V。 12/8：12位、位、8位選擇輸入端。位選擇輸入端。此引腳為高時(shí)，此引腳為高時(shí)，12位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換結(jié)果一次輸出；此引腳為低時(shí)，轉(zhuǎn)換結(jié)果一次輸出；此引腳為低時(shí)，A0=0，12位轉(zhuǎn)換結(jié)位轉(zhuǎn)換結(jié)果的高果的高8位從位從DB11DB4輸出，輸出，A0=1，12位轉(zhuǎn)換結(jié)果的位轉(zhuǎn)換結(jié)果的低低4位從位從DB3DB0輸出。輸出。 _（2 2）AD1674AD1674的工作原理的工作原理工作模式：工作模式：12位位A/D轉(zhuǎn)換器，但可以工作在轉(zhuǎn)換器，但可以工作在8位位A/D轉(zhuǎn)換模式下。轉(zhuǎn)換模式下。 工作在工作在12位位ADC模式時(shí)，模式時(shí)，1

30、2位位A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)據(jù)格式可以選擇為格式可以選擇為12位格式和位格式和8位數(shù)據(jù)格式兩種。位數(shù)據(jù)格式兩種。 A/DA/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的計(jì)算：轉(zhuǎn)換結(jié)果的計(jì)算： AD1674AD1674可以工作在雙極性方可以工作在雙極性方式和單極性方式。而且有兩個(gè)模擬量輸入引腳。式和單極性方式。而且有兩個(gè)模擬量輸入引腳。模擬量從模擬量從10VIN10VIN引腳輸入時(shí)，引腳輸入時(shí)，AD1674AD1674的量程是：?jiǎn)螛O的量程是：?jiǎn)螛O性為性為0-10V0-10V，雙極性為，雙極性為-5V-+5V-5V-+5V。模擬量從模擬量從20VIN20VIN引腳輸入時(shí)，引腳輸入時(shí)，AD1674AD1674的量程是：?jiǎn)?/p>

31、極的量程是：?jiǎn)螛O性為性為0-20V0-20V，雙極性為，雙極性為-10V-+10V-10V-+10V。兩個(gè)模擬量輸入引腳只能使用一個(gè)，不用時(shí)懸空。兩個(gè)模擬量輸入引腳只能使用一個(gè)，不用時(shí)懸空。極性的選擇決定于參考電壓的連接方式。極性的選擇決定于參考電壓的連接方式。A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的計(jì)算：轉(zhuǎn)換結(jié)果的計(jì)算：n2*)V20(10或VVDinOUT單極性應(yīng)用單極性應(yīng)用 AD1674AD1674單極性輸入典型電路單極性輸入典型電路 雙極性應(yīng)用雙極性應(yīng)用 n2)V20(102)20(10或或VVVVDinOUTCECECSCSR/CR/C12/812/8A0A0操作操作0 0X XX XX XX X無(wú)無(wú)X X

32、1 1X XX XX X無(wú)無(wú)1 10 00 0X X0 0啟動(dòng)啟動(dòng)1212位位A/DA/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換1 10 00 0X X1 1啟動(dòng)啟動(dòng)8 8位位A/DA/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換1 10 01 11 1X X讀取讀取1212位位A/DA/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)1 10 01 10 00 0讀取讀取A/DA/D轉(zhuǎn)換的高轉(zhuǎn)換的高8 8位位1 10 01 10 01 1讀取讀取A/DA/D轉(zhuǎn)換的低轉(zhuǎn)換的低4 4位和位和4 4個(gè)個(gè)0 0AD1674AD1674的操作真值表的操作真值表 控制方法：控制方法：（3）AD1674與與80C51的接口設(shè)計(jì)的接口設(shè)計(jì)80C51單片機(jī)是單片機(jī)是8位處理器，與位處理器，與ADC16

33、74連接時(shí)要求其數(shù)據(jù)連接時(shí)要求其數(shù)據(jù)格式為格式為8位。為了能夠清楚討論位。為了能夠清楚討論80C51與與12位位ADC的接口方的接口方式，我們?cè)O(shè)置式，我們?cè)O(shè)置AD1674工作在工作在12位模式。位模式。 對(duì)應(yīng)啟動(dòng)和讀取一次對(duì)應(yīng)啟動(dòng)和讀取一次A/DA/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的參考程序：轉(zhuǎn)換結(jié)果的參考程序： AD_CONVERTE: MOV R0,#40H ; ;把把A/DA/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果存在轉(zhuǎn)換的結(jié)果存在40H40H開始的開始的兩個(gè)單元內(nèi)兩個(gè)單元內(nèi),;,;高地址存高高地址存高8 8位位, ,低地址存低低地址存低4 4位加位加4 4個(gè)個(gè)0 0 MOV DPTR,#0FF7CH ; ;寫片外存儲(chǔ)單元寫片外存儲(chǔ)單

34、元FF7CH,FF7CH,啟動(dòng)啟動(dòng)AD1674AD1674 MOVX DPTR,A MOV P1,#0FFH JB P1.0,$ ; ;查詢查詢STSSTS狀態(tài)，直到狀態(tài)，直到STS=0,STS=0,表示表示轉(zhuǎn)換結(jié)束轉(zhuǎn)換結(jié)束 MOV DPTR,#0FF7FH; ;讀取讀取A/DA/D轉(zhuǎn)換的低轉(zhuǎn)換的低4 4位位 MOVX A, DPTR ; ;存在存在40H40H單元的高單元的高4 4位位, ,低低4 4位全位全0 0 MOV R0,A INC R0 MOV DPTR,#0FF7EH; ;讀取讀取A/DA/D轉(zhuǎn)換的高轉(zhuǎn)換的高8 8位位, , MOVX A, DPTR ; ;數(shù)據(jù)存在數(shù)據(jù)存在41H

35、41H單元單元 MOV R0,A 9.3 9.3 串行串行A/DA/D、D/AD/A轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)的接口轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)的接口1. 串行串行A/D、D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器PCF8591 集成集成8 8位位A/DA/D、D/AD/A兩種轉(zhuǎn)換功能。兩種轉(zhuǎn)換功能。其對(duì)外數(shù)據(jù)傳輸通過(guò)其對(duì)外數(shù)據(jù)傳輸通過(guò)I I2 2C C串行總線進(jìn)行，串行總線進(jìn)行，最高時(shí)鐘速率為最高時(shí)鐘速率為100kHz100kHz。最短轉(zhuǎn)換周。最短轉(zhuǎn)換周期為期為9090s s。 可以分時(shí)為可以分時(shí)為4 4路獨(dú)立的模擬量進(jìn)行路獨(dú)立的模擬量進(jìn)行轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。D/AD/A轉(zhuǎn)換部分可以輸出轉(zhuǎn)換部分可以輸出1 1路模擬路模擬量。量。 該器件該器件I I

36、2 2C C從地址的低三位由芯片從地址的低三位由芯片的的A0A0、A1A1和和A2A2三個(gè)地址引腳決定。三個(gè)地址引腳決定。AIN0AIN3：A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換器的4路模擬量輸入引腳。路模擬量輸入引腳。A0A2：芯片的：芯片的I2C總線地址低總線地址低3位設(shè)置引腳，位設(shè)置引腳，A0為最低有為最低有效位。效位。AOUT：D/A轉(zhuǎn)換器的模擬量輸出引腳。轉(zhuǎn)換器的模擬量輸出引腳。SCL：I2C總線的時(shí)鐘輸入引腳?？偩€的時(shí)鐘輸入引腳。PCF8591規(guī)定的最高時(shí)鐘規(guī)定的最高時(shí)鐘速率為速率為100kHz。SDA：I2C總線的數(shù)據(jù)傳送引腳。總線的數(shù)據(jù)傳送引腳。PCF8591的寄存器設(shè)置、的寄存器設(shè)置、地址選擇、

37、地址選擇、A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果、轉(zhuǎn)換結(jié)果、D/A轉(zhuǎn)換的輸入數(shù)據(jù)都在這根轉(zhuǎn)換的輸入數(shù)據(jù)都在這根線上傳送。線上傳送。EXT：內(nèi)部時(shí)鐘、外部時(shí)鐘選擇引腳。：內(nèi)部時(shí)鐘、外部時(shí)鐘選擇引腳。EXT=1，從，從OSC引腳引腳輸入外部時(shí)鐘；輸入外部時(shí)鐘；EXT=0，PCF使用內(nèi)部時(shí)鐘。使用內(nèi)部時(shí)鐘。OSC：時(shí)鐘引腳。選擇內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)，此引腳輸出內(nèi)部時(shí)鐘；：時(shí)鐘引腳。選擇內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)，此引腳輸出內(nèi)部時(shí)鐘；選擇外部時(shí)鐘時(shí)，此引腳輸入外部時(shí)鐘。選擇外部時(shí)鐘時(shí)，此引腳輸入外部時(shí)鐘。VCC，GND：電源和地。：電源和地。PCF8591的工作電壓為的工作電壓為2.56V。VREF，AGND：內(nèi)部：內(nèi)部D/A電阻網(wǎng)絡(luò)的參考電源和地。

38、電阻網(wǎng)絡(luò)的參考電源和地。PCF8591PCF8591的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：內(nèi)部主要包括內(nèi)部逐次逼近內(nèi)部主要包括內(nèi)部逐次逼近D/A轉(zhuǎn)換模塊，轉(zhuǎn)換模塊，高精度比較器，兩個(gè)模擬量采樣保持模高精度比較器，兩個(gè)模擬量采樣保持模塊，一個(gè)塊，一個(gè)4路模擬開關(guān)，路模擬開關(guān)，I2C總線接口模總線接口模塊，三個(gè)寄存器和其他控制模塊。塊，三個(gè)寄存器和其他控制模塊。 2. 工作原理工作原理 I2C使用兩根信號(hào)線進(jìn)行串行數(shù)據(jù)傳送，使用兩根信號(hào)線進(jìn)行串行數(shù)據(jù)傳送，這兩根信號(hào)線分別是：這兩根信號(hào)線分別是：SCLSCL時(shí)鐘信號(hào)，時(shí)鐘信號(hào)，SDASDA數(shù)數(shù)據(jù)信號(hào)。據(jù)信號(hào)。進(jìn)行進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換時(shí)，需要通過(guò)轉(zhuǎn)換時(shí)，需要通過(guò)I2C傳

39、送數(shù)據(jù)到傳送數(shù)據(jù)到PCF8591。第一個(gè)傳送的字節(jié)是第一個(gè)傳送的字節(jié)是地址信息地址信息第二個(gè)字節(jié)是寫入第二個(gè)字節(jié)是寫入PCF8591控制寄存器的數(shù)據(jù)控制寄存器的數(shù)據(jù)，用來(lái)配置用來(lái)配置PCF8591。第三個(gè)字節(jié)是寫入第三個(gè)字節(jié)是寫入D/A轉(zhuǎn)換寄存器的轉(zhuǎn)換寄存器的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)。這個(gè)。這個(gè)字節(jié)寫完后，字節(jié)寫完后，D/A轉(zhuǎn)換開始進(jìn)行，經(jīng)過(guò)最長(zhǎng)轉(zhuǎn)換開始進(jìn)行，經(jīng)過(guò)最長(zhǎng)90s轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換延遲后，換延遲后，PCF8591的模擬量輸出引腳的模擬量輸出引腳AOUT輸出輸出正比于輸入數(shù)據(jù)的電壓值。正比于輸入數(shù)據(jù)的電壓值。 （1 1）PCF8591PCF8591的的D/AD/A轉(zhuǎn)換工作原理轉(zhuǎn)換工作原理MSBLSB1001A2A

40、1A0R/ W PCF8591PCF8591地址格式地址格式 PCF8591PCF8591控制寄存器格式控制寄存器格式 輸出模擬電壓與輸入數(shù)據(jù)之間的關(guān)系為：256)(輸入數(shù)據(jù)值A(chǔ)GNDAGNDAOUTVVREFVV 在使用在使用PCF8591PCF8591進(jìn)行進(jìn)行A/DA/D轉(zhuǎn)換之前，首先需要轉(zhuǎn)換之前，首先需要發(fā)送兩個(gè)字節(jié)信息對(duì)發(fā)送兩個(gè)字節(jié)信息對(duì)PCF8591PCF8591進(jìn)行配置。進(jìn)行配置。 設(shè)置完成后，就是讀取設(shè)置完成后，就是讀取A/DA/D轉(zhuǎn)換結(jié)果。轉(zhuǎn)換結(jié)果。256/AINAGNDREFAGNDVVVVDA轉(zhuǎn)換結(jié)果選擇單端輸入時(shí)，選擇單端輸入時(shí)，A/DA/D轉(zhuǎn)換結(jié)果為二進(jìn)制數(shù)，轉(zhuǎn)換結(jié)果為二進(jìn)制數(shù)，與輸入電壓的關(guān)系為：與輸入電壓的關(guān)系為：256/AINAGNDREFAINVVVVDA轉(zhuǎn)換結(jié)果選擇差分輸入時(shí)，選擇差分輸入時(shí)，A/DA/D轉(zhuǎn)換結(jié)果為補(bǔ)碼表示轉(zhuǎn)換結(jié)果為補(bǔ)碼表示的二進(jìn)制數(shù)，與輸入電壓的關(guān)系為的二進(jìn)制數(shù)，與輸入電壓的關(guān)系為: :3. 80C513. 80C51與與PCF8591PCF8591的接口設(shè)計(jì)的接口設(shè)計(jì) 從從PCF8591PCF8591讀取一次讀取一次A/DA/D轉(zhuǎn)換結(jié)果和啟動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)果和啟動(dòng)PC8591PC8591進(jìn)行進(jìn)行一次一次D/AD/A轉(zhuǎn)換的的參考程序。轉(zhuǎn)換的